সায়ানাইড কপার প্লেটিং বর্জ্য জলে তামার পুনরুদ্ধার পদ্ধতির উপর গবেষণা

1. ভূমিকা

ইলেক্ট্রোপ্লেটিং শিল্পের টেকসই উন্নয়নের জন্য বর্তমানে পরিবেশবান্ধব এবং সম্পদ-সাশ্রয়ী ইলেক্ট্রোপ্লেটিং মোড প্রতিষ্ঠা করা দুটি প্রধান বিষয়। বিশ্বে অ লৌহঘটিত ধাতু সম্পদের ঘাটতি এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং ধাতব উপকরণের ক্রমাগত বৃদ্ধির প্রেক্ষাপটে, সম্পদ-সাশ্রয়ী ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রযুক্তি গ্রহণ অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। চীনা ইলেক্ট্রোপ্লেটিং উদ্যোগগুলির উন্নয়নের ইতিহাস তুলনামূলকভাবে ছোট। উন্নয়নের প্রাথমিক পর্যায়ে, তহবিলের ঘাটতি এবং পিছিয়ে থাকা প্রযুক্তি ছিল। বেশিরভাগ ছোট ইলেক্ট্রোপ্লেটিং কারখানাগুলিতে ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জলে ধাতব পদার্থের পুনরুদ্ধার সম্পর্কে সচেতনতার অভাব রয়েছে, পুনরুদ্ধার পদ্ধতি সম্পর্কে গবেষণা তো দূরের কথা। সাইয়্যান্যাজিনের মিশ্র তামার প্রলেপ এবং তামার খাদ ইলেকট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জল, সায়ানাইড ভাঙার পরে দ্বিভাষিক তামার দ্বারা গঠিত অবক্ষেপগুলি সূক্ষ্ম কণা, যার ফলে বৃষ্টিপাত এবং পৃথকীকরণ কঠিন হয় এবং উচ্চ খরচ হয়। অতএব, নতুন পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়াগুলি অধ্যয়ন করা জরুরি।

2. পদ্ধতির নীতিমালা

২.১ সায়ানাইড কপার প্লেটিং এবং কপার অ্যালয় বর্জ্য জলের শোধন

সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট ব্যবহার করে প্রচলিত সায়ানাইড ভাঙার প্রক্রিয়ায়, সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জলের pH সাধারণত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করে ১১-১২ তে সামঞ্জস্য করতে হয়। সায়ানাইড ভাঙার প্রক্রিয়া চলাকালীন, সায়ানাইড রূপান্তরিত হয় কারবন ডাইঅক্সাইড এবং নাইট্রোজেনের সাথে, একযোজী তামার আয়নগুলো জারিত হয়ে দ্বিযোজী তামার আয়নে পরিণত হয়, যা পরবর্তীতে বর্জ্যজলে ভাসমান ক্ষারীয় কপার কার্বনেটের সূক্ষ্ম কণা তৈরি করে। স্বাভাবিক অধঃক্ষেপণে পুরো একদিনের বেশি সময় লাগে এবং তারপরেও সম্পূর্ণ অধঃক্ষেপণ সম্ভব হয় না। সম্পূর্ণ অধঃক্ষেপণ এবং পৃথকীকরণের জন্য প্রচুর পরিমাণে জমাট বাঁধানোর সহায়ক এবং ফ্লোকুল্যান্টের প্রয়োজন হয়। অতীতে, যখন তামা পুনরুদ্ধার করা যেত না, তখন সায়ানাইড দ্বারা ভাঙার পরের বর্জ্যজলকে চুন পদ্ধতিতে শোধন করা অ্যাসিডযুক্ত মিশ্র বর্জ্যজলের সাথে মেশানো হতো। ক্ষারীয় কপার কার্বনেট মিশ্র বর্জ্যজলের অধঃক্ষেপের উপর অধিশোষিত হতো এবং অবশেষে অধঃক্ষিপ্ত ও পৃথকীকৃত হতো।

নতুন সায়ানাইড ভাঙার প্রক্রিয়া হল pH সামঞ্জস্য করার জন্য চুন যোগ করা। সায়ানাইড ভাঙার সময় উৎপন্ন কার্বন ডাই অক্সাইড ক্যালসিয়াম অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম কার্বনেট তৈরি করে। একই সময়ে, মৌলিক তামা কার্বনেট ক্যালসিয়াম কার্বনেটের সাথে সহাবস্থান করে বৃহৎ কণা অবক্ষেপণ তৈরি করে।

২.২ অন্যান্য তামা-ধারণকারী বর্জ্য জলের শোধন

অ্যাসিডিক উজ্জ্বল তামার প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জলের দ্বিমুখী তামার আয়ন চুনের সাথে বিক্রিয়া করে তামার হাইড্রোক্সাইড তৈরি করে এবং সালফিউরিক অ্যাসিড চুনের সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম সালফেট এবং জল তৈরি করে। তামার পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জলে, পাইরোফসফেট র‍্যাডিকাল এবং তামার আয়নগুলি একটি জটিল আকারে বিদ্যমান। চুন দিয়ে প্রক্রিয়াজাত করা হলে, পাইরোফসফেট র‍্যাডিকাল ক্যালসিয়াম অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম পাইরোফসফেট অবক্ষেপণ তৈরি করে এবং তামার আয়নগুলি ক্যালসিয়াম অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে তামার হাইড্রোক্সাইড তৈরি করে।

3. পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়া

৩.১ তামাযুক্ত বর্জ্য জলের গঠন

তামাযুক্ত বর্জ্য জলের মধ্যে রয়েছে সায়ানাইড তামার প্রলেপ, তামা-দস্তা খাদ, তামা-টিন খাদ, অ্যাসিডিক উজ্জ্বল তামার প্রলেপ এবং তামা পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জল। সায়ানাইড তামার প্রলেপ, তামা-দস্তা খাদ এবং তামা-টিন খাদ বর্জ্য জল সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল সমন্বয় ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়, যখন অ্যাসিডিক উজ্জ্বল তামার প্রলেপ এবং তামা পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জল তামাযুক্ত বর্জ্য জল সমন্বয় ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়। সায়ানাইড তামার প্রলেপ এবং তামার মিশ্র বর্জ্য জলে জটিল পদার্থ থাকে যেমন সোডিয়াম সায়ানাইড, পটাসিয়াম সোডিয়াম টারট্রেট এবং অ্যামোনিয়াম থায়োসায়ানেট, যা তামার আয়ন দিয়ে জটিল গঠন করে। তামার পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জলে তামার পাইরোফসফেট কমপ্লেক্স থাকে। সায়ানাইড তামার প্রলেপ এবং তামার সংকর বর্জ্য জল মোট তামার ধারণকারী বর্জ্য জলের প্রায় 90%, যেখানে অ্যাসিডিক উজ্জ্বল তামার প্রলেপ এবং তামার পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জল প্রায় 10%।

৩.২ তামার জটিল পদার্থের জারণ প্রক্রিয়া

তামা পুনরুদ্ধারের আগে, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জলে তামার জটিলতা ভেঙে Cu⁺ আয়নগুলিকে Cu²⁺ আয়নে অক্সিডাইজ করা প্রয়োজন। সায়ানাইড এবং জটিলতা তৈরিকারী এজেন্ট যেমন পটাসিয়াম সোডিয়াম টারট্রেট ভাঙতে সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট দ্রবণ এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইডের একটি সংমিশ্রণ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। তিনটি সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্ক রয়েছে। সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য জল এবং তামা-ভাঙ্গা বর্জ্য জল প্রথম-পর্যায়ের সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্কে পাম্প করা হয়। pH 11-12 এ সামঞ্জস্য করার জন্য চুনের দুধ যোগ করা হয়। এবং pH নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা দ্বারা চুনের দুধের অতিরিক্ত পরিমাণ সামঞ্জস্য করা হয়। একই সময়ে, সায়ানাইড ভাঙতে সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট দ্রবণ যোগ করা হয়। সায়ানাইড ভাঙতে এবং পটাসিয়াম সোডিয়াম টারট্রেটের মতো জটিলতা তৈরিকারী এজেন্টগুলিকে অক্সিডাইজ করতে দ্বিতীয়-পর্যায়ের সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্কে হাইড্রোজেন পারক্সাইড যোগ করা হয়। ধীর বিক্রিয়ার হারের কারণে, একটি তৃতীয়-পর্যায়ের সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্ক যোগ করা হয়। তৃতীয়-পর্যায়ের সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্কে, রাসায়নিক বিশ্লেষণের তথ্য এবং অভিজ্ঞতা অনুসারে সায়ানাইড এবং জটিলতা তৈরিকারী এজেন্ট যেমন পটাসিয়াম সোডিয়াম টারট্রেট অপসারণ পরীক্ষা করা হয়। জারণ বিক্রিয়া সম্পন্ন হওয়ার সাথে সাথে, বর্জ্য জলের মধ্যে থাকা Cu⁺ সম্পূর্ণরূপে Cu²⁺ তে রূপান্তরিত হয় এবং মৌলিক তামার কার্বনেট এবং তামার হাইড্রোক্সাইড অবক্ষেপণ তৈরি হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, তামার পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জল চুনের সাথে বিক্রিয়া করার পরে, তামা এবং পাইরোফসফেট র‍্যাডিকেল দ্বারা গঠিত জটিলটি ভেঙে যায় এবং তামার হাইড্রোক্সাইড তৈরি হয়। বিশ্লেষণের তথ্য দেখায় যে এই প্রক্রিয়াটি বর্জ্য জলকে নিঃসরণ মান পূরণ করতে পারে। pH সামঞ্জস্য করতে এবং তামার আয়ন অবক্ষেপণ করতে চুন যোগ করলে চিকিৎসার খরচ কমে যায় এবং চুন জমাট বাঁধার সহায়ক হিসেবেও ভূমিকা পালন করে এবং পাইরোফসফেট র‍্যাডিকেলকে সম্পূর্ণরূপে অবক্ষেপণ করে।

৩.৩ তামা পুনরুদ্ধার

উপরের প্রক্রিয়ায়, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জলে থাকা তামার আয়নগুলিকে মৌলিক তামার কার্বনেট অবক্ষেপে রূপান্তরিত করা হয়। যদি চুনের পরিমাণ বেশি হয়, তাহলে তামার আয়নগুলিকে তামার হাইড্রোক্সাইড অবক্ষেপে রূপান্তরিত করা যেতে পারে। যেহেতু তামার পাইরোফসফেট প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জলে পাইরোফসফেট র্যাডিকেল অবক্ষেপের জন্য চুনের প্রয়োজন হয়, তাই যোগ করা চুনের পরিমাণ খুব কম হতে পারে না। চুনের দাম খুবই কম, এবং শোধন প্রক্রিয়া চলাকালীন এটি যথাযথ অতিরিক্ত পরিমাণে যোগ করা যেতে পারে।

সায়ানাইডযুক্ত এবং তামাযুক্ত বর্জ্য জল তিন-স্তরের সায়ানাইড-ভাঙ্গা ট্যাঙ্কে শোধন করার পর, সেগুলি ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়। অতিরিক্ত হাইড্রোজেন পারক্সাইড কমাতে ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্কে সোডিয়াম পাইরোসালফাইট যোগ করা হয় এবং অবক্ষেপ কণাগুলিকে বড় করার জন্য পলিঅ্যাক্রিলামাইড ফ্লোকুল্যান্ট যোগ করা হয়। যদি ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্কে সোডিয়াম পাইরোসালফাইট যোগ না করা হয়, তাহলে সায়ানাইড ভাঙার পর অবক্ষেপিত হাইড্রোজেন পারক্সাইড পচে অক্সিজেন তৈরি করে, যা অবক্ষেপ কণার পৃষ্ঠে শোষিত হয় এবং অবক্ষেপকে ভাসমান করে। সোডিয়াম পাইরোসালফাইটের পরিমাণ এমনভাবে যোগ করা উচিত যাতে অবক্ষেপ ভাসমান না হয় এবং উপযুক্ত অতিরিক্ত গ্রহণযোগ্য।

ফ্লোকুলেশন ট্যাঙ্কের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর, বর্জ্য জল ঝুঁকে থাকা নল অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়। অবক্ষেপণগুলি জল থেকে আলাদা করার পরে, তারা অবক্ষেপণ ঘন করার ট্যাঙ্কে প্রবেশ করে এবং তারপরে একটি ফিল্টার প্রেস দ্বারা ফিল্টার করা হয়। ফিল্টার কেকটি উদ্ধার করা হয় এবং পরিস্রাবণটি সমন্বয় ট্যাঙ্কে ফিরে যায়। উদ্ধার করা তামা-ধারণকারী ফিল্টার কেকটি একটি পেশাদার কোম্পানি দ্বারা ক্রয় করা হয় এবং তামা সালফেট তৈরির জন্য একটি পেশাদার প্রস্তুতকারকের কাছে পাঠানো হয় অথবা এটি ইলেক্ট্রোলাইটিক তামা তৈরিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

4। উপকারিতা

চারটি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং ওয়ার্কশপে তামাযুক্ত বর্জ্য জল উৎপন্ন হয়। বিশ্লেষণ এবং পর্যবেক্ষণ তথ্য দেখায় যে তামার গড় ভর ঘনত্ব সায়ানাইড তামার প্রলেপযুক্ত বর্জ্য জল ৩৪৫ মিলিগ্রাম/লিটার, অর্থাৎ, প্রতি টন বর্জ্য জলে ০.৩৪৫ কেজি তামা থাকে। প্রতি মাসে সায়ানাইড কপার প্লেটিং বর্জ্য জলের মোট পরিমাণ প্রায় ৪৬০০ টন, যার মধ্যে ১৫৮৭ কেজি তামা থাকে। অন্যান্য তামাযুক্ত বর্জ্য জলের তামার সাথে, প্রতি মাসে প্রায় ১৭০০ কেজি তামা উদ্ধার করা যেতে পারে। তামাযুক্ত স্লাজ বিক্রি করে কোম্পানির মাসিক আয় ৩০,০০০ - ৪০,০০০ ইউয়ান। ইলেকট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জল থেকে কোম্পানির তামা উদ্ধার ধাতব তামার অকার্যকর ব্যবহার এড়ায়, কেবল ইলেকট্রোপ্লেটিং খরচই কমায় না বরং পরিবেশে ইলেকট্রোপ্লেটিং স্লাজের গৌণ দূষণও কমায়, ভালো অর্থনৈতিক ও সামাজিক সুবিধা অর্জন করে।

5. উপসংহার

ইলেক্ট্রোপ্লেটিং শিল্প একটি অত্যন্ত দূষণকারী শিল্প। বর্তমান পরিস্থিতিতে যেখানে চীনে বর্জ্য জলের ইলেক্ট্রোপ্লেটিং প্রক্রিয়া এবং প্রযুক্তি তুলনামূলকভাবে পিছিয়ে রয়েছে, সেখানে ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বর্জ্য জলে অ লৌহঘটিত ধাতুর পুনরুদ্ধার পদ্ধতিগুলি সক্রিয়ভাবে অধ্যয়ন করা একটি সম্পদ-সাশ্রয়ী এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ ইলেক্ট্রোপ্লেটিং মোড প্রতিষ্ঠা এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং শিল্পের টেকসই উন্নয়ন বজায় রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই গবেষণাপত্রে অধ্যয়ন করা চুন ব্যবহার করে তামা পুনরুদ্ধারের জন্য সায়ানাইড তামার প্রলেপ এবং অন্যান্য তামাযুক্ত বর্জ্য জলের চিকিত্সার পদ্ধতি ব্যবহারিক প্রয়োগে ভাল ফলাফল দেখিয়েছে, যা ইলেক্ট্রোপ্লেটিং শিল্পের সবুজ বিকাশের জন্য একটি সম্ভাব্য উপায় প্রদান করে।